Cấu trúc GaN/Si HEMT

GaN có các tính chất vật lý tuyệt vời như cường độ điện trường đánh thủng cao và tính dẫn nhiệt cao, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để chế tạo các thiết bị vi sóng tần số cao và các thiết bị điện tử công suất cao. Chất lượng của vật liệu epiticular GaN xác định hiệu suất của các bóng bán dẫn có độ linh động điện tử cao (HEMT). Hiện tại, các vật liệu thiết bị GaN HEMT thường được sử dụng được điều chế bằng phương pháp dị vòng. Các vật liệu nền được sử dụng phổ biến nhất cho cấu trúc GaN HEMT epiticular là silicon, sapphire và SiC. Mặc dù có sự không phù hợp đáng kể về nhiệt và mạng giữa silicon và GaN, chúng tôi vẫn sử dụng GaN epiticular dựa trên silicon làm xu hướng chủ đạo do quá trình trưởng thành và chi phí thấp. Ganwafer cung cấp các tấm wafer GaN-on-Silicon HEMT, lấy thông số kỹ thuật sau đây làm ví dụ. Các tấm wafer 2DEG GaN HEMT bổ sung, vui lòng truy cậphttps://www.ganwafer.com/product-category/gan-wafer/.

1. Cấu trúc GaN HEMT dựa trên Si

GANW230414 – HEMT

2. Ảnh hưởng của Góc lệch Chất nền đến GaN Epitaxy

Hình thái bề mặt của các lớp epiticular GaN phát triển trên đế Si lệch trục 4° và 2° với góc lệch định hướng cho đã được nghiên cứu và phân tích ảnh hưởng của góc lệch đối với hình thái bề mặt của GaN. Kết quả cho thấy rằng góc lệch định hướng tinh thể cơ chất quá mức có thể gây ra các dao động giống như bước trên bề mặt của lớp epiticular. Tuy nhiên, đối với góc lệch định hướng tinh thể nền nhỏ hơn 2°, không có các bước trên bề mặt và các dao động bề mặt tương đối trơn tru. Do đó, việc chọn chất nền có góc lệch trong phạm vi 0,5-1° để tăng trưởng cấu trúc GaN HEMT có thể làm giảm độ nhám của các lớp epitaxy GaN và sự sai lệch.

3. Ảnh hưởng của lớp tạo mầm AlN đối với cấu trúc Si HEMT với GaN Epilayer

Sẽ có ảnh hưởng của các điều kiện tăng trưởng của lớp AlN đến chất lượng tinh thể và trạng thái ứng suất của GaN HEMT epitaxy. Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ N/Al, người ta thấy rằng tỷ lệ N/Al càng nhỏ thì chất lượng tinh thể GaN càng tốt và trạng thái ứng suất càng nhỏ. Bằng cách điều chỉnh riêng tốc độ dòng TMAl và tốc độ dòng NH3, người ta thấy rằng tốc độ dòng TMAl, thay vì tốc độ dòng NH3, ảnh hưởng đến chất lượng của tinh thể GaN. Có một giá trị tối ưu cho tốc độ dòng TMAl, tại đó chất lượng tinh thể GaN trong cấu trúc bóng bán dẫn GaN là tốt nhất và ứng suất hiện diện trong lớp epiticular là nhỏ nhất.

Do đó, việc điều chỉnh tốc độ dòng TMAl chủ yếu liên quan đến việc tối ưu hóa tốc độ tăng trưởng của lớp đệm AlN, từ đó tối ưu hóa kích thước tạo mầm trong quá trình tăng trưởng GaN 2DEG HEMT và giảm sự xuất hiện của các ranh giới hạt trong quá trình hợp nhất, do đó giảm ứng suất kéo trong lớp epitaxy GaN HEMT .

Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email sales@ganwafer.com và tech@ganwafer.com.